Πώς μπορείτε να υπολογίσετε την αλλαγή ενθαλπίας για καύση αιθάνης;

Δείτε πώς μπορείτε να υπολογίσετε την αλλαγή ενθαλπίας για την καύση του αιθάνου:

1. Γράψτε την ισορροπημένη χημική εξίσωση

Η καύση του αιθάνης (C₂H₆) περιλαμβάνει την αντίδραση με οξυγόνο (O₂) για την παραγωγή διοξειδίου του άνθρακα (CO₂) και του νερού (H₂O). Η ισορροπημένη εξίσωση είναι:

2 c₂h₆ (g) + 7 o₂ (g) → 4 co₂ (g) + 6 h₂o (l)

2. Χρησιμοποιήστε πρότυπες ενθαλπίες σχηματισμού (ΔH F °)

* Τυποποιημένη ενθαλπία σχηματισμού: Η αλλαγή ενθαλπίας όταν σχηματίζεται ένα γραμμομόριο μιας ένωσης από τα στοιχεία της στις τυποποιημένες καταστάσεις τους (συνήθως στους 25 ° C και 1 atm). Μπορείτε να βρείτε αυτές τις τιμές σε έναν τυπικό θερμοδυναμικό πίνακα.

* Νόμος του Hess: Ο νόμος του Hess δηλώνει ότι η αλλαγή ενθαλπίας μιας αντίδρασης είναι ανεξάρτητη από τη διαδρομή που λαμβάνεται, πράγμα που σημαίνει ότι εξαρτάται μόνο από τις αρχικές και τελικές καταστάσεις. Μπορούμε να το χρησιμοποιήσουμε για να υπολογίσουμε την αλλαγή ενθαλπίας για καύση.

3. Υπολογίστε την αλλαγή ενθαλπίας της καύσης (ΔH COMP )

Η αλλαγή ενθαλπίας της καύσης υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:

ΔH Χτένα =Σ ΔH f ° (προϊόντα) - σ δH f ° (αντιδραστήρια)

* Προϊόντα: Υπολογίστε το άθροισμα των τυποποιημένων ενθαλπιών του σχηματισμού των προϊόντων (CO₂ και H₂O).

* Αντιδραστήρια: Υπολογίστε το άθροισμα των τυποποιημένων ενθαλπιών του σχηματισμού των αντιδραστηρίων (C₂H₆ και O₂).

* Σημείωση: Η τυπική ενθαλπία του σχηματισμού ενός στοιχείου στην τυπική του κατάσταση είναι μηδέν (π.χ. ΔH f ° (o₂) =0).

Παράδειγμα υπολογισμού:

Ας υποθέσουμε τις ακόλουθες τυπικές ενθαλπίες σχηματισμού:

* ΔH f ° (c₂h₆) =-84.7 kJ/mol

* ΔH f ° (co₂) =-393.5 kJ/mol

* ΔH f ° (h₂o) =-285.8 kJ/mol

Τώρα, μπορούμε να συνδέσουμε αυτές τις τιμές στην εξίσωση:

ΔH Χτένα =[4 * δH f ° (co₂) + 6 * δh f ° (h₂o)] - [2 * ΔH f ° (c₂h₆) + 7 * δh f ° (o₂)]

ΔH Χτένα =[4 * (-393,5 kJ/mol) + 6 * (-285,8 kJ/mol)]-[2 * (-84,7 kJ/mol) + 7 * (0 kJ/mol)]

ΔH Χτένα =-3119.6 kJ/mol

Επομένως, η αλλαγή ενθαλπίας καύσης για το αιθάνιο είναι -3119.6 kJ/mol. Αυτό δείχνει ότι η καύση του αιθάνης είναι μια εξώθερμη αντίδραση, απελευθερώνοντας μια μεγάλη ποσότητα θερμικής ενέργειας.

Σημαντικές σημειώσεις:

* Βεβαιωθείτε ότι χρησιμοποιείτε το σωστό σύμβολο (θετικό ή αρνητικό) για τις τυπικές ενθαλπίες σχηματισμού.

* Η αλλαγή ενθαλπίας της καύσης αναφέρεται συνήθως ανά γραμμομόριο του καυσίμου (αιθάνιο στην περίπτωση αυτή).

* Η τιμή που υπολογίζετε μπορεί να διαφέρει ελαφρώς ανάλογα με τις συγκεκριμένες τιμές των τυποποιημένων ενθαλπίων του χρησιμοποιούμενου σχηματισμού.